ProMat

Kunststoffbasierte, zunehmend dünner werdende, biobasierte oder rezyklierte/rezyklathaltige Materialien weisen gegenüber etablierten Mehrstoffverbunden oftmals signifikant kleinere Prozessfenster und damit stärkere Verarbeitungsschwankungen, z.B. bei der Dehnbarkeit auf hochdynamischen schnelllaufenden Verarbeitungsanlagen auf. Eine inhomogene Materialspannung, wie sie durch z.B. schwankende Herstellungs- und Lagerungsbedingungen bei bahnförmigen Packmitteln hervorgerufen werden, führt heute zu noch stärkeren Verarbeitungsschwierigkeiten. Um diesen Effekten in der (Weiter)Verarbeitung entgegenzuwirken ist es erforderlich die Spannungsunterschiede im Material frühzeitig zu erfassen und mit vorhandener und/oder neuer Regelungstechnik darauf zu reagieren.

Die avisierte neue Messmethode soll auf der optischen Polarisationsinformation des Bahnmaterials beruhen und erstmals eine schnelle und sensitive Inline-Prüfung eines breiten Materialspektrums, wie z.B. die für die Beutelherstellung eingesetzten Einstoff- und Mehrstofffolienverbunde, ermöglichen. Dafür werden die in den Polarisationsbildern enthaltenen Informationen automatisiert extrahiert und für die Regelung der Anlage aufbereitet. Eine frühzeitige Erkennung von Bahnfehlern, Dickenschwankungen und Unterschieden in der Bahnspannung (Dehnfähigkeit des Materials) sowie deren Verortung ist die Grundlage für eine präventive Reaktion im laufenden Prozess. Dies kann in Form-Füll-Verschließanlagen (z.B. Schlauchbeutelmaschinen) durch Regelung ausgewählter Aktoriken, wie z.B. der Anpassung eines Drehrahmens oder von Walzenorganen, zur Einflussnahme auf den Bahnlauf geschehen. Auch eine Anpassung des Materialeinlaufs in die Formschulter sowie die gezielte Steuerung von z.B. Riemenabzügen können eine qualitätsgerechte Verpackungsherstellung sicherstellen und sind Grundlage einer adaptiven Prozessgestaltung. Die zusätzliche Verknüpfung mehrerer Messaufgaben (z.B. Stippenerkennung) innerhalb eines einzigen Messsystems unter geringen bauraumtechnischen Anforderungen und einfacher Nachrüstbarkeit bietet vor allem dem deutschen Mittelstand eine technologisch, wirtschaftlich und ökologisch günstige Möglichkeit zur Prozessstabilisierung und Ausschussminimierung.

Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens und Systems, welches eine prozessintegrierte Reaktion auf Schwankungen der mechanischen Materialspannung und Materialdicke flexibler, kunststoffbasierter und/oder rezyklathaltiger Packmittelbahnen in Verpackungsanlagen erlaubt. Dafür wird ein Inline-Messkonzept mit zugehöriger Hardware zur optischen und zerstörungsfreien Erfassung von mechanischen Materialspannungen und Dickenprofilen für die regelungstechnische Anpassung und Optimierung des Lauf- und Verarbeitungsverhaltens flexibler Packmittelbahnen entwickelt.